Токарные станки

         Однако основным достижением  американского станкостроения было  не развитие традиционного токарного  станка, а создание его модификации  - револьверного станка. В связи  с необходимостью изготовления  нового стрелкового оружия (револьверов)  С. Фитч в 1845 г. разработал  и построил револьверный станок  с восемью режущими инструментами  в револьверной головке. Быстрота  смены инструмента резко повысила  производительность станка при  изготовлении серийной продукции.  Это был серьезный шаг к  созданию станков-автоматов.

         В деревообработке первые станки-автоматы  уже появились: в 1842 г. такой  автомат построил К. Випиль, а  в 1846 г. Т. Слоан. Первый универсальный токарный автомат изобрел в 1873г. Хр. Спенсер.

       Токарный  станок имеет весьма древнюю историю, причем с годами его конструкция  менялась очень незначительно. Приводя  во вращение кусок дерева, мастер с  помощью долота мог придать ему  самую причудливую цилиндрическую форму. Для этого он прижимал долото к быстро вращающемуся куску дерева, отделял от него круговую стружку  и постепенно давал заготовке  нужные очертания. В деталях своего устройства станки могли довольно значительно  отличаться друг от друга, но вплоть до конца 18 века все они имели одну принципиальную особенность: при обработке заготовка вращалась, а резец находился в руках мастера.

         Исключения из этого правила  были очень редкими, и их  ни в коем случае нельзя  считать типичными для этой  эпохи. Например, держатели для  резца получили распространение  в копировальных станках. С  помощью таких станков работник, не обладавший особыми навыками, мог изготовлять затейливые изделия  очень сложной формы. Для этого  пользовались бронзовой моделью,  имевшей вид изделия, но большего  размера (обычно 2:1). Нужное изображение  получали на заготовке следующим  образом.

         Станок оборудовался двумя суппортами, позволявшими вытачивать изделия  без участия руки работника:  в одном был закреплен копировальный  палец, в другом - резец. Неподвижный  копировальный палец имел вид  стержня, на заостренном конце  которого помешался маленький  ролик. К ролику копировального  пальца специальной пружиной  постоянно прижималась модель. Во  время работы станка она начинала  вращаться и в соответствии  с выступами и впадинами на  своей поверхности совершала  колебательные движения.

         Эти движения модели через  систему зубчатых колес передавались  вращающейся заготовке, которая  повторяла их. Заготовка находилась  в контакте с резцом, подобно  тому, как модель находилась в  контакте с копировальным пальцем.  В зависимости от рельефа модели  заготовка то приближалась к  резцу, то удалялась от него. При этом менялась и толщина  стружки. После многих проходов  резца по поверхности заготовки  возникал рельеф, аналогичный имевшемуся  на модели, но в меньшем масштабе.

         Копировальный станок был очень  сложным и дорогим инструментом.

         Приобрести его могли лишь  весьма состоятельные люди. В  первой половине 18 века, когда возникла мода на точеные изделия из дерева и кости, токарными работами занимались многие европейские монархи и титулованная знать. Для них большей частью и предназначались копировальные станки.

         Но широкого распространения  в токарном деле эти приспособления  не получили. Простой токарный  станок вполне удовлетворял всем  потребностям человека вплоть  до второй половины 18 века. Однако с середины столетия все чаще стала возникать необходимость обрабатывать с большой точностью массивные железные детали. Валы, винты различной величины, зубчатые колеса были первыми деталями машин, о механическом изготовлении которых встал вопрос тотчас же после их появления, так как они требовались в огромном количестве.

         Нарезка винтов долго оставалась  сложной технической задачей,  поскольку требовала высокой  точности и мастерства. Механики  давно задумывались над тем,  как упростить эту операцию.

       Модсли  основал собственную мастерскую и в 1798 году создал более совершенный  токарный станок. Этот станок стал важной вехой в развитии станкостроения, так как он впервые позволил автоматически  производить нарезку винтов любой  длины и любого шага.

         Слабым местом прежнего токарного  станка было то, что на нем  можно было нарезать только  короткие винты. Иначе и быть  не могло ведь там не было  суппорта, рука рабочего должна  была оставаться неподвижной, а двигалась сама заготовка вместе с шпинделем. В станке Модсли заготовка оставалась неподвижной, а двигался суппорт с закрепленным в нем резцом.

         Для того чтобы заставить суппорт  перемещаться на нижних салазках  вдоль станка, Модсли соединил  с помощью двух зубчатых колес  шпиндель передней бабки с  ходовым винтом суппорта. Вращающийся  винт вкручивался в гайку, которая  тянула за собой салазки суппорта  и заставляла их скользить  вдоль станины. Поскольку ходовой  винт вращался с той же скоростью,  что и шпиндель, то на заготовке  нарезалась резьба с тем же  шагом, что была на этом винте.  Для нарезки винтов с различным  шагом при станке имелся запас  ходовых винтов.

         Автоматическое нарезание винта  на станке происходило следующим  образом.

         Заготовку зажимали и обтачивали  до нужных размеров, не включая  механической подачи суппорта. После  этого соединяли ходовой винт  со шпинделем, и винтовая нарезка  осуществлялась за несколько  проходов резца. Обратный отход  суппорта каждый делался вручную  после отключения самоходной  подачи. Таким образом, ходовой  винт и суппорт полностью заменяли  руку рабочего. Мало того, они  позволяли нарезать резьбу гораздо  точнее и быстрее, чем на  прежних станках.

         В 1800 году Модсли внес замечательное  усовершенствование в свой станок  – взамен набора сменных ходовых  винтов он применил набор сменных  зубчатых колес, которые соединяли  шпиндель и ходовой винт (их  было 28 с числом зубьев от 15 до 50).

         На своем станке Модсли выполнял  нарезку резьб с такой изумительной  точностью и аккуратностью, что  это казалось современникам почти  чудом. Он, в частности, нарезал  регулировочные винт и гайку  для астрономического прибора,  который в течение долгого  времени считался непревзойденным  шедевром точности. Винт имел  пять футов длины и два дюйма  в диаметре с 50-ю витками  на каждый дюйм. Резьба была  такой мелкой, что ее невозможно  было рассмотреть невооруженным  глазом. В скором времени усовершенствованный  Модсли станок получил повсеместное  распространение и послужил образцом  для многих других металлорежущих  станков. 

       В 1817 году был создан строгальный станок с суппортом, позволивший быстро обрабатывать плоские поверхности. В 1818 году Уитни придумал фрезерный  станок. В 1839 году появился карусельный  станок и т.д. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Общие сведения 

     Токарный  станок — станок для обработки  резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения.

     На  токарных станках выполняют обточку  и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание  резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развертывание  отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец — режущий  инструмент — перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи.

     В состав токарной группы станков входят станки, выполняющие различные операции точения: обдирку, снятие фасок, растачивание и т. д.

     Значительную  долю станочного парка составляют станки токарной группы. Она включает, девять типов станков, отличающихся по назначению, конструктивной компоновке, степени  автоматизации и другим признакам. Станки предназначены главным образом  для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьб и  обработки торцовых поверхностей деталей  типа тел вращения с помощью разнообразных  резцов, свёрел, зенкеров, развёрток, метчиков и плашек.

     Применение  на станках дополнительных специальных  устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий  и других видов обработки) значительно  расширяет технологические возможности  оборудования.

     Токарные  станки, полуавтоматы и автоматы, в  зависимости от расположения шпинделя, несущего приспособление для установки  заготовки обрабатываемой детали, делятся  на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные предназначены в основном для обработки деталей значительной массы, большого диаметра и относительно небольшой длины. Самый известный  токарный станок в советское время 16К20. 

 

1. Виды  токарных станков

 

     1.1 Токарно-винторезный станок 

Замер обрабатываемой на токарном станке детали                Сетчатое рифление на цилиндрической детали

    

                                                                   

 Токарно-винторезный станок предназначен для выполнения разнообразных токарных и винторезных работ по чёрным и цветным металлам, включая точение конусов, нарезание метрической, модульной, дюймовой и питчевой резьбы.

     Токарно-винторезные станки являются наиболее универсальными станками токарной группы и используются главным образом в условиях единичного и мелкосерийного производства. Конструктивная компоновка станков практически однотипна. Основными узлами принятого в качестве примера станка 16К20 являются:

     -станина, на которой монтируются все механизмы станка;

     -передняя (шпиндельная) бабка, в которой размещаются коробка скоростей, шпиндель и другие элементы;

     -коробка подач, передающая с необходимым соотношением движение от шпинделя к суппорту (с помощью ходового винта при нарезании резьбы или ходового валика при обработке других поверхностей);

     -фартук, в котором преобразуется вращение винта или валика в поступательное движение суппорта с инструментом;

     -в пиноли задней бабки может быть установлен центр для поддержки обрабатываемой детали или стержневой инструмент (сверло, развертка и т. п.) для обработки центрального отверстия в детали, закрепленной в патроне;

     -суппорт служит для закрепления режущего инструмента и сообщения ему движений подачи.

     Суппорт состоит из нижних салазок (каретки), перемещающихся по направляющим станины. По направляющим нижних салазок перемещаются в направлении, перпендикулярном к линии центров, поперечные салазки, на которых располагается резцовая каретка с резцедержателями. Резцовая каретка смонтирована на поворотной части, которую можно устанавливать под углом к линии центров станка.

     Основными параметрами станков являются наибольший диаметр обрабатываемой детали над станиной и наибольшее расстояние между центрами.

     Важным  размером станка является также наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над поперечными салазками суппорта.

     Токарно-винторезный  станок предназначен для выполнения разнообразных токарных и винторезных работ по чёрным и цветным металлам, включая точение конусов, нарезание метрической, модульной, дюймовой и питчевых резьб. 

     1.2 Токарно-карусельный станок

     Станки  предназначены для токарной обработки деталей больших габаритов. На этих станках можно выполнять: точение и растачивание цилиндрических и конических поверхностей, можно подрезать торцы, прорезать канавки. При оснащении станка дополнительными устройствами на них можно точить фасонные поверхности по копиру. Можно производить фрезерование, шлифование, и нарезание резьбы резцом.

     Основные  узлы.

     Стол. На нём находится планшайба, на которой крепится заготовка. Две стойки. Стойки соединяются порталом. По двум стойкам перемещается траверса. На траверсе находится два суппорта. Правый суппорт – револьверный суппорт. Он состоит из продольной каретки и ползуна (перемещающегося вертикально). На ползуне расположена револьверная головка. В отверстия револьверной головки устанавливается державки с инструментом. Револьверный суппорт используется при подрезании торцов при сверлении отверстий, иногда для обработки наружных поверхностей. Второй суппорт называется расточным суппортом. Он состоит из продольной каретки, на которой устанавливается поворотная часть, на которой есть ползун, на который устанавливается резцедержатель. Расточной суппорт используется при растачивании отверстий, прорезания внутренних канавок и при обработке конических поверхностей. На правой стойке расположен боковой суппорт. Он состоит из продольной каретки, ползуна и резцедержателя. Он предназначен для обработки наружных поверхностей.